一、湖南汉德史特仪表有限公司简介

湖南汉德史特仪表有限公司位于美丽的星城长沙·湖南省检验检测特色产业园内，是深圳市泉源仪表设备制造有限公司向内地战略转移成立的高科技公司，在计量领域深耕十余年。公司致立于智能化流量仪表的研发、生产及销售，并自主研发了能源物联网云平台，为燃气、水务、能源等工业领域提供管理运营智慧解决方案。公司正在完成从“生产制造”到“智慧服务”的转型升级，从而正式进入工业4.0时代。

公司研发生产的智能变径孔板流量计的核心技术荣获湖南省科技进步奖三等奖。拥有多项发明专利及数十项实用新型专利。通过了ISO9001质量管理体系认证、高新技术企业认证。

公司凭借深耕行业多年的技术积累，不断深化和拓展各种应用类型的流量仪表，丰富产品线。实现了以物联网、云计算、大数据技术为载体，将终端数据采集、缴费、能源生产、输配、销售、安全等智慧能源管理业务于一体的智慧能源物联网平台，为客户提供精准、快捷、优质的服务。

二、项目实施背景

当前我国有超过2亿台在线运行的燃气表，过去五年燃气表产销量以25%左右的速度快速增长，且每年有2600万台以上的增长，预计未来智能燃气表和流量计的整体市场空间可以达到600 亿元，除了民用以外，天然气已在工业领域逐渐推广使用，应用前景十分广阔。

流量计量既是天然气供需双方贸易结算的依据，亦是生产部门用气效率的主要技术指标。在企业生产和经营管理中是一项日常进行的、重要的技术基础工作。准确的流量计量可以适时改进生产工艺，提高产品质量，降低产品成本，确保安全生产，合理经营管理以及提高经济效益和社会效益。

目前市场上气体流量计量存在诸多问题：计量稳定性差；量程比窄；对介质要求高；维护成本高（需要注油、定期清洗）；表计数据获取成本高；计量信息

难以指导运营管理；计量信息分布多个系统难以综合利用等。

公司针对以上问题研发了一款节能降耗、维护费用低的智能变径孔板流量计，它的优点是能够运行时自诊断计量准确性，在使用时第一时间发现计量故障或异常；量程宽，适用范围广；介质要求低，无需加装过滤器；免维护，为用户节约了成本。公司自主研发的能源物联网云平台，拥有数据采集、设备控制、大数据分析、智能报警与提示等功能，通过对采集数据的多维度分析，监控表计运行是否正常，计量是否准确（表内特有的双参数比对）。并能得出表计选型是否合理（用量特征分析），用户用能是否合理（用户用能模式聚类），以及能源管输损耗分布情况等多种消息。真正做到对能源的产供销管理提供数据指导。为用户解决了表计数据获取成本高；计量信息难以指导运营管理；计量信息分布多个系统难以综合利用等诸多问题。

三、具体创新措施

1.创新的机械结构技术

为了确保计量精度和稳定性，又要宽量程比和免维护的要求，公司对国内外主流流量计做了广泛研究，针对传统原理流量计多年的发展和技术的沉淀，确定了以流量计中的标准孔板流量计和靶式流量计为结构改进方向，结合工程数学理论、精密机械加工技术、软硬件技术和微电子技术，研制出了一种宽量程、高精度、免维护的智能变径孔板流量计（见图1）。

图1  智能变径孔板流量计产品图

（1）智能变径孔板流量计工作原理

根据差压式流量计工作原理进行流量测量，流量方程式是从伯努利方程和连续性方程推导而出的，通过温度、压力补偿实现燃气的标方计量。该流量计是电子计量技术，具有计量+物联网集成的先天优势，为用户安全用气、实时阶梯调价及远程控制提供有力技术支撑。

（2）技术特点

1）采用了差压-位移双参数变面积测量技术（发明专利号：ZL201010243708.1）能够通过差压、位移传感器对表计的计量准确性自诊断，并通过动态改变孔径，扩展了传统孔板的量程比。采集了温度-压力参数，建立了温度-压力补偿数学模型，计量稳定性高，更好的实现计量公平。

2）由于差压、位移设计，表体内可动部件少，无噪音，无需加注润滑油，对介质要求低，不怕杂质卡阻，避免了摩损和维护费用，也避免了因堵塞造成无法修复的故障。

3）数据采集NB远传终端外置策略:不同于市场上大部分仪表将数据采集NB远传终端内置于流量计的方式，流量计通信接口为标准MODBUS  RTU方式，可适配集中抄表式、点对点抄表各种应用，方便了整体的电源管理及功耗降低。

2.能源物联网云平台及服务---流量计扩展服务

公司围绕目前行业存在的“抄表成功率低、客户体验差、设备管理孤岛化、业务故障定位难、产销差及安全管理难、上线速度慢、业务拓展难”等问题开发了能源物联网云平台，基于无线通信、物联网等高科技手段，推出智慧能源物联解决方案（图2能源物联网云平台解决方案图）。通过能源物联解决方案，将能源计量信息化、智能化，建立了计量、监测和统计，成功的实现了在线采集、实时监测、集中管控相结合的智能化能源管理。

（1）平台创新点

1）可以通过平台进行数据分析并诊断计量的准确性。

2）具有多种类物联设备接入能力。通过组件化的协议库技术，实现多种不同种类、不同通信协议、流程的设备信息接入。

（2）平台特点

1）具有海量设备接入能力。通过使用非阻塞的异步通信技术，物联网云平台可以支持千万级的设备接入量。

2）具有大数据存储与处理能力。平台具有百亿级数据的存储与处理能力。利用先进的深度学习与聚类算法，自动发掘数据特征。

3）具有强大的系统扩展能力。通过使用微服务架构和服务化接口，平台具备强大的系统扩展能力，能以国际标准的接口形式与用户的各种既有系统进行业务和数据层面的对接。

图2 能源物联网云平台解决方案图

四、项目取得成效

1、公司研发的智能变径孔板流量计计价价格相对于市场同规格其他流量计价格较低，且由于流量计不怕脏污，因此前端无需加装过滤器。量程比宽，可覆盖高低多个流量段，一台流量计满足大小不同流量使用。无连续运转部件，运行时无噪音，无需加注润滑油，对管道气体无附加污染，确保了安全运营，是气体测量的理想仪表。该流量计已在长沙新奥燃气有限公司、株洲硬质合金集团有限公司等单位得到推广应用。使用该流量计后，稳定可靠，用户无投诉，无需日常维护无需现场抄表，大大降低了企业运营成本，减少了维护工作量，达到了节能降耗、提高经济效益的目的。

2、公司研发的能源物联网云平台，其方案（见图3 能源物联网云平台方案结构图）已成功运用在长沙新奥热力有限公司蒸汽流量计量上，实现了优于电信管理的远程自动控制、抄读、收费、管理系统。既可控制管理独立区域，也可多个区域统一集中控制管理；经超容量数据包处理，一个窗口，单点登录，多系统互联互动，系统接入了温度、压力、累积流量的数据收集，通过查表和运算判断饱和蒸汽和过热蒸汽并提出警示。成功的实现了在线采集、实时监测、集中管控相结合的智能化能源管理框架,并可通过用能特征分析，指导用户优化用能管理模式。为企业提质增效提供了覆盖设计、研制、生产、选型、使用、维护全过程的个性化计量服务新模式。

图3 能源物联网云平台方案结构图

3、智能变径孔板流量计（传感器技术）、数据采集NB远传终端（远传技术）及物联网云平台（大数据分析）的完美结合使得智能化能源管理模式得以实现。可在燃气行业、热力（供热供汽）行业、化工工业领域得到广泛应用。